[發(fā)明專利]頁巖真空破碎機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910161679.5
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109946127B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳永斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院南海海洋研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;劉明星

本發(fā)明公開了一種頁巖真空破碎機(jī)，包括樣品室、電機(jī)、隔膜泵一、金屬管和隔膜泵二；樣品室為可開合的密閉腔室，用于放置頁巖樣品，并設(shè)有用于測量其內(nèi)部壓力的壓力表一；電機(jī)設(shè)置在樣品室下方，且電機(jī)轉(zhuǎn)軸以氣密連接的方式伸入到樣品室，并在其頂端設(shè)置用于破碎頁巖樣品的刀片；樣品室的出氣口通過隔膜泵一與金屬管的進(jìn)氣口相連，金屬管上設(shè)有可供氣體進(jìn)樣針穿透的橡膠隔墊以及用于測量其內(nèi)部壓力的壓力表二；隔膜泵二分別與樣品室的出氣口和金屬管的進(jìn)氣口相連。本發(fā)明的頁巖真空破碎機(jī)材料成本低，體積小，破碎速度快，對樣品的顆粒大小沒有明顯限制，且可在破碎過程中進(jìn)行取氣操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及頁巖氣領(lǐng)域，具體涉及一種頁巖真空破碎機(jī)。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)油氣賦存狀態(tài)不同，頁巖油氣通常是賦存在頁巖的細(xì)小孔隙里面，這使得油氣從頁巖孔隙里面釋放出來的速度非常慢，而且釋放出來的油氣通常有輕烴丟失現(xiàn)象(這在頁巖鉆探過程中幾乎無法避免)，導(dǎo)致從頁巖孔隙里面釋放出來的油氣與殘留在頁巖里面的油氣在成分和同位素組成上可能存在極大的差異，這對研究頁巖孔隙內(nèi)部油氣的成分和同位素等指標(biāo)造成了極大的挑戰(zhàn)。

目前，鉆井平臺現(xiàn)場測試頁巖油氣同位素方法是將取上來的頁巖放置在一個裝有消毒水的塑料瓶里倒置6小時后進(jìn)行測試。這對根據(jù)頁巖油氣同位素來判斷下一步鉆探方向的鉆井平臺現(xiàn)場來說成本非常高。而且，在油氣擴(kuò)散過程中，外層的頁巖表面吸附的氣體同位素比值通常明顯高于內(nèi)層頁巖吸附的氣體同位素比值，如果6個小時不能實(shí)現(xiàn)內(nèi)部頁巖將所吸附的氣體完全擴(kuò)散到塑料瓶中，那么測得的油氣同位素數(shù)據(jù)不能完全代表頁巖內(nèi)部吸附的油氣的真實(shí)的同位素值。

而在研究頁巖氣吸附機(jī)理的實(shí)驗(yàn)中，一般采用真空球磨機(jī)將頁巖樣品破碎，然后對頁巖破碎釋放出來的氣體進(jìn)行研究，首先，真空球磨機(jī)需要先將頁巖破碎成5mm粒徑以下，每次研磨時間通常30分鐘以上，時效低，其次，研磨過程中由于研磨罐在運(yùn)動，無法在線檢測頁巖解吸出來的氣體。

發(fā)明內(nèi)容

針對鉆探現(xiàn)場和研究領(lǐng)域的快速破碎和頁巖樣品較大塊的要求，本發(fā)明提供一種頁巖真空破碎機(jī)，采用旋轉(zhuǎn)刀片撞擊式方案，能夠在很短的時間內(nèi)將大塊頁巖樣品破碎到需要的顆粒大小，并且接有排氣和氣體壓縮裝置，可以及時將頁巖破碎釋放出來的氣體轉(zhuǎn)移富集，同時還分別在樣品破碎區(qū)和氣體富集區(qū)接有兩個壓力表，可以據(jù)此實(shí)時計算出頁巖破碎時釋放出來的氣體量。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種頁巖真空破碎機(jī)，包括樣品室、電機(jī)、隔膜泵一、金屬管和隔膜泵二；樣品室為可開合的密閉腔室，用于放置頁巖樣品，并設(shè)有用于測量其內(nèi)部壓力的壓力表一；電機(jī)設(shè)置在樣品室下方，且電機(jī)轉(zhuǎn)軸以氣密連接的方式伸入到樣品室，并在其頂端設(shè)置用于破碎頁巖樣品的刀片；樣品室的出氣口通過隔膜泵一與金屬管的進(jìn)氣口相連，金屬管上設(shè)有可供氣體進(jìn)樣針穿透的橡膠隔墊以及用于測量其內(nèi)部壓力的壓力表二；隔膜泵二分別與樣品室的出氣口和金屬管的進(jìn)氣口相連。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的樣品室下方設(shè)有用于安裝電機(jī)的電機(jī)倉，樣品室的頂面設(shè)有蓋子，電機(jī)倉的底面設(shè)有底蓋；蓋子、樣品室、電機(jī)倉和底蓋分別通過爪卡實(shí)現(xiàn)可拆卸性氣密連接。

進(jìn)一步地，所述的電機(jī)倉外還設(shè)置有用于控制電機(jī)停開機(jī)、轉(zhuǎn)速及正反轉(zhuǎn)的電機(jī)控制器，電機(jī)的電源線通過底蓋上的氣密性電穿導(dǎo)件連接到外面的電機(jī)控制器。

進(jìn)一步的，所述的蓋子、樣品室、電機(jī)倉和底蓋均采用鋁材制成，電機(jī)與電機(jī)倉內(nèi)壁直接接觸。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的樣品室的出氣口設(shè)有脫脂棉或者石英棉，避免巖石破碎的小顆粒進(jìn)入管道。